Il consolidamento della memoria indotta dal sonno

La neurogenesi adulta, con cui vengono generati nuovi neuroni all’interno dell’ippocampo nel cervello adulto completamente sviluppato, si verifica nei topi, ma come i nuovi neuroni sono funzionalmente integrati nei circuiti cerebrali esistenti è rimasto in gran parte sconosciuto. Uno studio pubblicato il 4 giugno sulla rivista Neuron mostra un nuovo importante ruolo per i neuroni generati durante l’età adulta nel consolidamento dei ricordi durante il sonno nei topi. Precedenti studi hanno legato la presenza di neuroni nati da adulti (ABN) ai ricordi e alla plasticità sinaptica, rendendoli candidati logici per prendere parte al consolidamento della memoria durante il sonno, quando i neuroni dell’ippocampo spesso ripetono i modelli di attività presenti quando l’animale apprende un nuovo compito. Ma la funzione di ABN durante il sonno non era nota. Ora, un team dell’International Institute for Integrative Sleep Medicine presso l’Università di Tsukuba, in Giappone, ha scoperto che gli ABN sono essenziali per il rimodellamento strutturale sinaptico e il consolidamento della memoria durante il sonno REM (Rapid Eye Movement) nei topi. Questo studio è il primo a mostrare qualsiasi attività e funzione ABN durante il sonno negli animali. I risultati aprono la strada alla rivelazione di intuizioni meccanicistiche su come gli ABN si legano alle funzioni di memoria note durante il sonno. I ricercatori sono stati in grado di rilevare l’attività ABN usando nuove tecniche per visualizzare l’attività neuronale per la durata di quattro ore in topi che dormono naturalmente. Poiché un singolo episodio REM di solito dura meno di un minuto nei topi, i ricercatori hanno manipolato con precisione l’attività ABN durante questi episodi attraverso l’optogenetica, ingegnerizzando geneticamente i neuroni per consentire agli scienziati di stimolarli con la luce. I ricercatori furono inizialmente sorpresi nel vedere che i giovani ABN mostrarono poca attività durante il sonno. Hanno poi visto che una piccola popolazione di ABN si è attivata mentre i topi stavano imparando un ricordo di paura – ricevendo una leggera scossa del piede – e si sono riattivati ​​nel successivo sonno REM. Sebbene i livelli di attività dell’ABN siano effettivamente diminuiti durante il sonno REM una volta che gli animali hanno appreso con successo la memoria, un processo di consolidamento della memoria durante il sonno REM ha riattivato gli ABN che erano stati attivati ​​quando i topi stavano imparando. Pertanto, quando l’attività ABN è stata messa a tacere, il consolidamento della memoria complessiva degli animali è stato compromesso. La manipolazione optogenetica che ha aumentato e diminuito l’attività ABN durante il sonno REM ha provocato un danno alla memoria, suggerendo che ci sono attività ABN altamente coordinate che svolgono ruoli critici per il consolidamento della memoria durante il sonno REM. I passaggi successivi prevedono l’esplorazione del modo in cui la riattivazione degli ABN durante il sonno REM consolida la memoria. La riattivazione rappresenta la riproduzione della memoria? Quali sono le coordinate dell’attività ABN durante il sonno REM? In che modo gli ABN impongono il consolidamento della memoria a valle? Si ritiene che questi meccanismi siano fondamentali per l’integrazione funzionale dei nuovi neuroni nei circuiti neuronali esistenti. Si spera che collettivamente, questi studi contribuiranno allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per rigenerare il cervello danneggiato.

Daniele Corbo 

Bibliografia: “Sparse activity of hippocampal adult-born neurons during REM sleep is necessary for memory consolidation”. by Kumar et al. Neuron

Immagine: The image is in the public domain.

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